کاربرد و فرآیند تولید لیتیوم فسفات آهن

مقدمه

به عنوان یک ماده کاتدی مهم برای باتری‌های لیتیوم یون، فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) به دلیل ایمنی بالا، عمر چرخه طولانی و سازگاری با محیط زیست به طور گسترده در باتری‌های برق، باتری‌های ذخیره انرژی و لوازم الکترونیکی مصرفی استفاده می‌شود. با افزایش تقاضای جهانی برای انرژی پاک و توسعه پایدار، تقاضای بازار برای فسفات آهن لیتیوم همچنان در حال رشد است. در این مقاله به کاربرد و فرآیند تولید لیتیوم فسفات آهن می پردازیم.

کاربرد لیتیوم فسفات آهن

1. باتری برق

فسفات آهن لیتیوم کاربرد گسترده‌ای در زمینه باتری‌های قدرت، عمدتاً در وسایل نقلیه الکتریکی (EVs)، دوچرخه‌های برقی و ابزار برقی دارد. مزایای آن عبارتند از:

- ایمنی بالا: فسفات آهن لیتیوم پایداری حرارتی خوبی دارد و مستعد فرار حرارتی نیست.

- عمر چرخه طولانی: پشتیبانی از هزاران چرخه شارژ و دشارژ.

- عملکرد عالی در دمای بالا: عملکرد پایدار در محیط با دمای بالا.

2. باتری ذخیره انرژی

در زمینه ذخیره‌سازی انرژی، فسفات آهن لیتیوم در ذخیره‌سازی انرژی خانگی، تنظیم بار پیک شبکه و سیستم ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌شود. ویژگی های آن عبارتند از:

- هزینه کم: مواد اولیه فراوان و قیمت نسبتا پایین است.

- سازگار با محیط زیست: بدون فلزات سنگین، آلودگی محیطی کمتر.

- ثبات خوب: مناسب برای نیازهای ذخیره انرژی طولانی مدت.

3. لوازم الکترونیکی مصرفی

فسفات آهن لیتیوم نیز به طور گسترده در دستگاه های الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن های همراه، لپ تاپ ها و هواپیماهای بدون سرنشین استفاده می شود. مزایای آن عبارتند از:

- چگالی انرژی متوسط: نیازهای عملکرد باتری لوازم الکترونیکی مصرفی را برآورده کنید.

- ایمنی بالا: خطر انفجار یا آتش سوزی باتری را کاهش دهید.

فرآیند تولید لیتیوم فسفات آهن

فرآیند تولید فسفات آهن لیتیوم عمدتاً شامل مراحل آماده سازی مواد خام، اختلاط، تف جوشی، آسیاب، طبقه بندی و اصلاح سطح است. موارد زیر یک جریان فرآیند معمولی است:

① آماده سازی مواد خام

② مخلوط کردن

فرآیند: مواد خام را با نسبت استوکیومتری Li: Fe: P = 1.05: 1: 1 مخلوط کنید و سپس از یک همزن یا آسیاب توپی با سرعت بالا استفاده کنید تا مواد خام را به طور یکنواخت مخلوط کنید.

③ تف جوشی

تف جوشی در دمای بالا (معمولاً 600-800 درجه سانتیگراد) در یک کوره پخت با دمای بالا (مانند کوره دوار، کوره جعبه ای) برای تشکیل کریستال های فسفات آهن لیتیوم، معمولاً در یک جو بی اثر، مانند نیتروژن.

④ سنگ زنی + طبقه بندی

مواد متخلخل را از طریق آسیاب جت + آسیاب طبقه‌بندی کننده هوا به ذرات میکرونی آسیاب کنید.

برای این مرحله آسیاب طبقه بندی کننده هوا و آسیاب جت تولید شده توسط Qingdao Epic Powder Machinery Co., Ltd. را می توان انتخاب کرد. استفاده ترکیبی از این دو می تواند آسیاب درشت و سنگ زنی فوق العاده ریز فسفات آهن لیتیوم را تکمیل کند، بدون نیاز به طبقه بندی اضافی.

جریان فرآیند اختیاری:

آسیاب جت (سنگ درشت) → آسیاب طبقه بندی کننده هوا (حذف ذرات درشت) → آسیاب جت ثانویه (سوز کردن بسیار ریز) → محصول نهایی

آسیاب طبقه بندی کننده هوا ما شامل 4 نوع است: MJW-L, MJW-W, MJW-A، و MJL-W. به عنوان یک تجهیزات پردازش پودر سازنده با تجربه غنی و انباشت فنی، Epic Powder می تواند راه حل های یک مرحله ای از انتخاب تجهیزات، طراحی راه حل تا نصب و راه اندازی و خدمات پس از فروش را به مشتریان ارائه دهد. اگر به آسیاب طبقه بندی کننده هوا یا آسیاب جت یا سایر تجهیزات پردازش پودر نیاز دارید، لطفاً با کارکنان ما تماس بگیرید مستقیم، ما همیشه برای شما اینجا هستیم.

⑤ خشک کردن

از خشک کن خلاء، اسپری خشک کن و غیره برای حذف رطوبت از ذرات استفاده کنید تا از کیفیت فسفات آهن لیتیوم اطمینان حاصل کنید.

روندهای توسعه آینده

در آینده، فسفات آهن لیتیوم بر روی چگالی بالای ضربه، قابلیت شارژ سریع و برنامه‌های ذخیره‌سازی انرژی به‌عنوان جهت‌های اصلی تمرکز خواهد کرد، با تکرار فناوری و بهینه‌سازی هزینه به‌طور موازی. در همین حال، گسترش جهانی و تحول سبز به عوامل کلیدی رقابت پذیری بلندمدت تبدیل خواهند شد. انتظار می‌رود که فسفات آهن لیتیوم انتخاب غالب در باتری‌های نیرو و بخش‌های ذخیره‌سازی انرژی تا قبل از سال 2030 باقی بماند.